内容正文:
专题4 硫与环境保护
第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
教学目标
1.了解自然界中硫的循环。
2.了解SO2对大气质量的影响,特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
重点和难点
重点:酸雨的形成和防治措施。
难点:酸雨的防治措施。
◆知识点一 自然界中的硫循环
1.自然界中的硫循环:
(1)地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的 。
(2)地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出 、 等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为 、 溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
2.自然界中含硫物质非常丰富
如H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、CaSO4等。
上述物质在“价—类”二维图中的相应位置如下:
即学即练
1.硫是生命代谢与发育必不可少的元素,在微生物作用下硫循环的一种途径如图所示,下列说法错误的是
A.自然界中存在游离态的硫
B.过程①②③④均属于氧化还原反应
C.S在足量的氧气中燃烧可以一步转化为SO3
D.人类对化石燃料的过度开采及使用会对硫循环造成巨大影响
2.硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.工业制酸: B.火山喷发:
C.尾气吸收: D.酸雨侵蚀:
3.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)说法不正确的是
A.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放
B.硫循环中硫的化合物可为无机物,也可为有机物
C.硫酸盐在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下被还原为R1-S-R2
D.火山口附近的单质硫燃烧时可直接生成SO2
◆知识点二 酸雨及其治理
1.SO2的来源:
、 、 等。
2.硫酸型酸雨的形成
(1)酸雨:pH<5.6的降水被称为酸雨。
(2)形成:
写出图中标号表示的化学方程式:
① 。
② 。
③ 。
④ 。
3.酸雨的危害
(1)鱼类难以生存,影响水生植物的繁殖。
(2)土壤肥力下降,植被遭到破坏,危害农作物生长。
(3)加快桥梁、雕塑等建筑物腐蚀。
4.酸雨的防治
(1) ,研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能等)。
(2)对含硫燃料进行 。
(3)对SO2废气进行处理或回收利用。
5.二氧化硫的处理回收
工业上选择处理SO2的方法,会考虑环保、成本、工艺流程是否简便易行等因素。
(1)实验室通常用 来吸收二氧化硫: 。
(2) 用 吸收: 。
(3)海水吸收:利用海水的微碱性,用海水吸收除去烟气中的二氧化硫。
(4)石灰石—石膏法:
将石灰石浆液与烟气充分接触混合并氧化,最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。化学方程式为: , 。
(4)氨脱硫法:化学方程式为: , 。
即学即练
1.图为酸雨形成的示意图。下列说法正确的是
A.空气中的溶于水也会形成酸雨
B.易溶于水,并在雨水中转化为
C.含的雨水在空气中放置其pH可能会降低
D.硝酸型酸雨会腐蚀石灰岩建筑,而硫酸型酸雨不能
2.然界中硫元素的部分转化原理如图所示。下列叙述不正确的是
A.火山喷发会加剧空气污染
B.硫酸型酸雨的形成可能涉及
C.酸雨可使土壤酸化,可以利用石膏调节土壤的酸碱性
D.火山喷发物形成地壳中的金属硫化物的过程中发生了氧化还原反应
3.二氧化硫既能污染环境,又在生活、生产中有着广泛的作用,根据要求回答下列问题。
Ⅰ.如图所示是酸雨的形成示意图,根据图示回答下列问题。
(1)某实验小组采集硫酸型酸雨样品,随着时间的变化,多次测定该样品的pH,得到表中数据:
测定时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.75
4.60
4.58
4.50
4.50
酸雨样品放置时pH变化的主要原因是 (用化学方程式表示)。
(2)你认为减少酸雨的产生可采取的措施是 (填字母)。
①减少用煤作燃料 ②开发新能源 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰
⑤监测并治理汽车排出的大量尾气 ⑥收集大气中氮氧化物制备硝酸
A.①②③④⑤⑥ B.②③⑤⑥
C.①②③④⑤ D.①②③⑤
Ⅱ.某同学根据铜与浓硫酸反应能生成,预测锌与浓硫酸反应生成的产物可能为混合气体(水蒸气除外),设计如下装置进行验证(加热和部分夹持装置略):
回答下列问题:
(1)该同学预测的混合气体的成分可能为 。
(2)C装置所盛常见试剂可以是 (填一种),实验过程中,理论上可观察到E、F装置的实验现象分别为 、 。
Ⅲ.为测定空气中的含量,某课外小组的同学将空气样品经过管道通入密闭容器中的300mL 0.100mol/L的酸性高锰酸钾溶液。若管道中空气流量为a L/min,经过b min溶液恰好褪色,假定样品中的可以被溶液充分吸收,则该样品中的含量是 g/L。
◆知识点三 空气质量评价
1.空气质量指数(AQI)
人们研究空气污染,可以通过空气质量指数AQI来获取空气质量状况的信息。
(1)定义
空气质量指数是根据空气中的 、 、 、 、 和
的浓度计算出来的数值。
(2)与空气质量的关系
空气质量指数越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。
2.空气质量指数(AQI)的确定
(1)确定方法
空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的质量指数,其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物,首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。
(2)与空气质量等级的关系
空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越严重。
3.雾霾
(1)定义:大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴,使空气水平能见度小于10km,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
(2)颗粒物分类依据是 。
(3)颗粒物分类
(4)SO2的排放与雾霾形成的关系
空气中的SO2在一定条件下形成CaSO4,硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。
4.大气污染的防治
(1)改变能源结构;
(2)控制SO2等有害气体的排放;
(3)提高污染排放标准。
特别提醒常见环境污染:
污染类型
主要污染物
污染物来源
酸雨(pH<5.6)
SO2、NO2
化石燃料的燃烧
光化学烟雾
NOx
汽车尾气
臭氧空洞
氟氯烃
冰箱制冷剂
白色污染
聚乙烯、聚氯乙烯
废弃塑料制品
赤潮和水华
含N、P较高的废水
农业、生活废水
居室污染
甲醛、苯、甲苯、氡
建筑、装修材料
雾霾
SO2、NOx以及颗粒物(PM)
颗粒物
即学即练
1.化学与生活密切相关,下列叙述错误的是
A.节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物在灼烧时所呈现的各种艳丽的色彩,焰色试验是化学变化
B.被称为“黑金”的新型纳米材料石墨烯属于新型无机非金属材料
C.最新华为手机Mate30的芯片麒麟990主要原材料是硅
D.新能源汽车的推广与使用有利于减少光化学烟雾的产生
2.下列说法与“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念不一致的是
A.将工业废液排入海洋以减少河道污染
B.推广煤的液化、气化技术以提高煤的使用效率
C.利用CO2制成全降解塑料可缓解日益严重的“白色污染”
D.采用催化转化技术可将汽车尾气中的NOx和CO转化为无毒气体
3.我国重点城市近年来已发布“空气质量日报”.下列物质中不列入污染指数的是( )
A.二氧化硫 B.二氧化氮 C.二氧化碳 D.可吸入颗粒物
1、 酸雨及其治理
1.SO2的“三个”来源:
2.酸雨的形成过程
3.酸雨的防治
(1)首先要从消除污染源着手,研究开发替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等),这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源,又能从根本上防止酸雨的产生。
(2)利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理,以减少二氧化硫的排放。
(3)对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。
如在燃煤中加入生石灰就可减少二氧化硫的排放[SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成煤渣)]。
含有SO2的尾气用氨水吸收[SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4(一种化肥)]。
石灰水—石膏法吸收SO2[SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成石膏:CaSO4·2H2O)]。
(4)提高全民的环保意识,加强国际的合作,共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。
实践应用
1.X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染,在工业上都可以用碱液吸收.已知X是化石燃料燃烧的产物之一,是形成酸雨的主要物质;Y是一种黄绿色气体单质,其水溶液具有漂白作用;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,能与水反应.下列说法不正确的是
A.X是SO2,它既有氧化性又有还原性
B.干燥的气体Y不能使干燥的有色布条褪色,其水溶液具有漂泊作用的是HClO
C.Z与水反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO
D.等物质的量的X与Y同时通入到湿润的有色布条上,有色布条褪色时间变短,漂泊效果增强
2.关于C、N、Si、S等非金属元素及其化合物的下列说法错误的是
A.它们都能以游离态存在于自然界中
B.氮氧化物、二氧化硫是形成酸雨的主要物质
C.它们的最高价氧化物都能与强碱反应生成含氧酸盐
D.加热条件下,碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应
3.属于严重的大气污染物,可用与高温反应消除的污染,其反应原理可分为两步,过程如图所示。下列说法正确的是
A.X中S元素的化合价为0价 B.大气中的必须氧化成才能形成酸雨
C.在温度时发生的是置换反应 D.工业上可用氢氧化钠溶液处理工业尾气中的
二、常见的污染现象及其危害
1、酸雨:主要是由SO2和氮氧化物造成的;能使土壤酸化、腐蚀建筑物等。
2、光化学烟雾:主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的;危害人体健康,影响植物生长。
3、臭氧空洞:主要是由氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的;使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。
4、温室效应:主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的;会使全球气候变暖。
5、白色污染:形成原因是聚乙烯塑料的大量使用以及随意丢弃;会破坏土壤结构和生态环境。
6、赤潮和水华:形成原因是含氮、磷等营养成分的生活污水和工农业废水的任意排放;会使藻类过度繁殖,鱼类死亡,水质恶化,若发生在淡水中称为水华,发生在海水中称为赤潮。
实践应用
1.下列与氮氧化物无关的环境问题是
A.酸雨 B.白色污染 C.光化学烟雾 D.PM2.5
2.环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是
A.温室效应-CO2 B.臭氧层破坏-CO
C.光化学烟雾-NOx D.水体富营养化-氮、磷等营养物质
3.化学已经渗透到人类生活的各个方面,下列说法不正确的是
A.在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量
B.“光化学烟雾”“臭氧空洞”的形成都与氮氧化合物有关
C.二氧化碳含量属于空气质量日报中空气污染指数指标
D.低碳生活注重节能减排,尽量使用太阳能等代替化石燃料,减少温室气体的排放
考点一 自然界中的硫循环
【例1】自然界中的硫循环如图所示,下列说法错误的是
A.①和②中硫元素均被氧化
B.控制化石燃料的使用可以减少的排放
C.含硫有机物和含硫无机物可以相互转化
D.只具有还原性
解题要点
(1)SO2的来源:含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼、硫酸生产等。
(2)自然界中的硫循环:
地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的循环。
(3)地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
【变式1-1】认识和研究自然界中的元素循环有重要意义,自然界中硫元素的循环如图所示,下列说法错误的是
A.自然界中的硫循环与生命活动密切相关 B.SO2型酸雨久置酸性增强
C.火山爆发可能产生游离态硫 D.除氮外,只有氧、碳参与了循环过程
【变式1-2】自然界的硫循环如下图所示,下列说法不正确的是
A.①和②中硫元素均被氧化
B.控制化石燃料的使用可以减少SO2排放
C.含硫有机物和含硫无机物可相互转化
D.①是自然界形成酸雨的唯一原因
考点二 酸雨及其治理
【例2】硫酸型酸雨的形成原理可简化表示如下:
回答下列问题:
(1)A物质的化学式 ,B物质的化学式 。
(2)根据SO2的性质,可让工厂的烟道气通过 除去SO2,达到减少污染的目的。
(3)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
注溶液的pH越大,H+的物质的量浓度就越小。
如果将刚取样的上述雨水和用氯气消毒的自来水相混合,pH将 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示): 。
(4)你认为减少酸雨产生可采用的措施是 (填序号)。
①少用煤做燃料;②把工厂烟囱造高;③燃料脱硫;④在已酸化的土壤中加石灰;⑤开发新能源
【变式2-1】Ⅰ.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。回答以下问题:
(1)与氮氧化物有关的全球性大气环境问题有___________。
A.酸雨 B.沙尘暴 C.光化学烟雾 D.白色污染
(2)以下是氮循环的一部分:
① 图中的氨气来源于工业生产,而实验室制取的方法与其不同,写出实验室中固体物质加热制取氨气的化学方程式 。
② 反应⑥的化学反应方程式是 。
③ 催化剂存在下,也可用来消除的污染,生成两种对环境无害的物质,请写出与反应的化学方程式为 。
④ Cu与稀HNO3反应的离子方程式 。
Ⅱ.二氧化硫性质探究
(3)实验小组甲同学向:5 mL 1 mol⋅L溶液中通入足量的,检验该反应中产物含有的方法是 。
(4)实验小组乙同学将通入少量溴水,溴水褪色,请写出此反应的离子方程式: 。
【变式2-2】酸雨是全球三大环境危害之一,根据其所带的酸性物质不同,酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(1)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示) 、 。
(2)有学者提出利用、等离子的催化作用,常温下将氧化成而实现的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中氧化成的转化率。
①测定模拟烟气中的体积分数:该小组采用下图装置进行测定,X溶液可以是 (选填字母)。
a.氯化钡溶液 b.酸性高锰酸钾溶液 c.氢氧化钠溶液
②测定转化器中氧化成的转化率:若上述实验是在标准状况下进行的,已知气体流速,还需测定的数据有 、 。
(3)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的基本流程图,请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。
① 、
②废气脱硫以后含量明显增加的气体是 ,它对环境的负面影响是 。
③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是 。
考点三 大气污染 空气质量评价
【例3】空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是
A.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防止扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量
【变式3-1】张家界是世界地质公园,其空气质量始终保持全省最优。下列环境问题与汽车尾气的大量排放无关的是
A.酸雨 B.温室效应 C.PM2.5超标 D.白色污染
【变式3-2】雾霾、PM2.5已经成为公众耳熟能详的热词。“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物,也称为可入肺颗粒物。下列有关说法中,错误的是( )
A.雾霾有可能产生丁达尔效应
B.雾霾的形成与工业排放的烟气和汽车尾气有关系
C.“PM2.5”分散在大气中形成气溶胶,性质稳定,没有必要纳入空气质量评价指标
D.雾霾天气严重危害人体健康
基础达标
1.下列做法值得提倡的是
A.大量燃烧含硫化石燃料 B.将生活垃圾分类处理
C.将实验废液倒入下水道 D.露天焚烧废旧塑料制品
2.化学与生活、科技密切相关,下列说法错误的是
A.某地废旧塑料品的处理途径为焚烧回收热能、深挖填埋
B.据调查,武陵源景区已连续多年未出现酸雨,酸雨是指的降雨
C.杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用的芯片主要成分为单晶硅
D.食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
3.践行绿色发展理念,保护生态环境。下列做法值得提倡的是
A.为粮食增产尽量多施用化肥
B.将塑料袋、废旧电池深埋处理
C.回收利用铝制饮料盒
D.将含重金属离子的废水大量排放到河流中
4.酸雨对环境的危害很大。形成酸雨的主要气体是
A.CO2 B.CO C.SO2 D.CH4
5.化学与生活息息相关,下列说法错误的是
A.食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白,防腐和抗氧化等作用
B.波尔多液是用胆矾和石灰乳混合制成的一种常见的农药
C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅
D.正常雨水由于溶解了二氧化碳,其pH约为5.6,而酸雨的pH小于5.6
6.工业制备硝酸的过程中,会产生氮的氧化物等空气污染物。为减少环境污染,需要用氢氧化钠溶液吸收尾气,反应的化学方程式为,则的化学式为
A. B. C. D.
7.化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空:
(1)实验室中常用浓硫酸做干燥剂,利用其 (填“吸水性”或“氧化性”)。
(2)二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨,酸雨的pH< (填“7”或“5.6”)
(3)已知氢氟酸是HF的水溶液,可与反应生成和。则氢氟酸可保存在 (填“玻璃瓶”或“塑料瓶”)中。
8.某城市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl−
浓度/mol·L−1
4×10−6
6×10−6
2×10−5
4×10−5
3×10−5
2×10−5
根据表中数据判断待测试样为 (填“酸”或“碱”)性,表示该试样酸碱性的c(H+)或c(OH−)= mol·L−1。
(2)煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx,易形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫,脱硝,效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式 。
_______ClO+_______NO+_______OH−=_______Cl−+_______NO+_______
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动时汽缸温度高,汽缸中会生成NO,化学方程式为 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体,其化学反应方程式为 。
9.绿色化学是“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是 。
A.处理废弃物 B.治理污染点 C.减少有毒物 D.杜绝污染源
(2)硝酸工业的尾气中主要含有NO、NO2气体,工厂里常用NaOH溶液吸收NO、NO2,使其转化为化工产品NaNO2。写出其反应的化学方程式 。
(3)某同学设计了以下两种制取Cu(NO3)2的方法,你认为符合绿色化学概念的是方法 。
方法A:2Cu+O22CuO;CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O
方法B:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
10.(1)2016年9月G20峰会在杭州举行。
①峰会部分场馆使用了新型环保墙面材料硅藻泥。硅藻泥的主要成分SiO2属于 (填字母,下同)。
a 有机高分子材料 b 无机非金属材料 c 金属材料
②峰会场馆空调使用CO2和水作制冷剂。不用氟利昂作制冷剂的目的是 。
a 防治酸雨 b 降低温室效应 c 保护臭氧层
③央行发行了G20峰会金银合金纪念币。关于该纪念币的说法正确的是 。
a可以溶于盐酸 b 相比纯金币,熔点高 c 相比纯金币,硬度大
(2)紫薯营养丰富,具有特殊的保健功能。下表是100 g紫薯粉的营养成分含量表:
营养成分
含量(每100 g)
营养成分
含量(每100 g)
水分
9.9 g
钙元素
23.00 mg
脂肪
0.2 g
铁元素
1.10 mg
蛋白质
4.8 g
硒元素
0.02 mg
淀粉
82.5 g
花青素
0.10 g
纤维素
2.7 g
其他
……
①紫薯粉中的脂肪在人体内会水解成高级脂肪酸和 。
②紫薯中的花青素能消耗活性氧,具有 性(选填“氧化”或“还原”),可用于抗衰老。
(3)防治环境污染,呵护生态环境是当今社会的主题之一。
①汽车尾气(含有烃类、CO、NOx、SO2等)是城市空气的主要污染源,治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”使CO、NOx转化为无害物质,下列说法不正确的是 。
a CO和NOx反应的化学方程式为:2xCO+2NOx2xCO2+N2
b 上述方法增加了空气中CO2的含量,加重了酸雨污染
c 在日光照射下,汽车尾气还会产生光化学烟雾
②通过水质检测确定水体中污染物的种类和浓度后,可采取不同的方法对污水进行处理。例如向废水中通入臭氧,运用 (填字母)除去其中含有的油类、氰化物。
A 中和法 b 沉淀法 c 氧化法
③用过的聚乙烯塑料食品袋要回收处理。聚乙烯是由乙烯通过聚合反应得来的,那么乙烯的结构简式是 。
④锂电池为动力的新能源汽车可实现汽车低碳排放,锂电池属于 电池(选填“一次”或“二次”)。
综合应用
11.化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.歼-20战斗机采用大量先进复合材料、石墨烯材料等,其中石墨烯材料属于有机高分子材料
B.“天宫二号”空间运行的动力源泉—太阳能电池帆板,核心材料为晶体硅
C.玻璃、水泥、光导纤维等均属于硅酸盐材料
D.城市建筑群易受酸雨腐蚀,pH<7的雨水为酸雨
12.化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是
A.生活中使用的金属大多数为合金,合金一般比其成分金属的熔点高,硬度大
B.维生素C常用作抗氧化剂,说明其具有还原性,其和补铁剂同服有利于吸收
C.酸雨是pH值小于5.6的雨水,燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成
D.瓷坩埚及石英坩埚不能与HF接触,也不能对纯碱、烧碱进行熔融
13.化学与生产、生活息息相关,下列叙述正确的是
A.可用于杀菌消毒,故不能作食品添加剂
B.酸雨指的是pH值小于7的雨水
C.单质硅为光导纤维主要成分
D.可用清洗试管中残留的硫粉
14.“绿水青山就是金山银山”。下列做法不符合这一发展理念的是
A.推广使用太阳能路灯 B.垃圾分类投放处理
C.使用易降解的塑料 D.大力提倡火力发电
15.“山水桃花江,天下美人窝”,桃江的城市发展离不开环境保护。下列说法错误的是
A.充分建设城市管网,防范生活污水、工业废水流入资江
B.大力发展清洁能源,合理建设风能、太阳能等发电设施
C.加高工厂烟囱,工业废气排入高空,减少净化成本
D.积极践行垃圾分类,回收金属、塑料、玻璃等垃圾
16.下列解释不科学的是
A.安装煤炭燃烧过程的“固硫”装置,主要是为了减少的排放量
B.“雨后彩虹”“海市蜃楼”是光学现象,它们的形成也与胶体的知识有关
C.“水滴石穿”的主要原因是溶有的雨水与作用生成了可溶性
D.严格地讲,“通风橱”是一种不负责任的防污染手段,因为实验产生的有害气体并没有得到转化或吸收
17.化肥和农药对农业的增产、增收起重要作用,但施用不当也会给人类和环境带来危害。下列关于化肥或农药的施用描述不正确的是
A.对于已结块的硝酸铵,敲击粉碎后施用
B.磷肥的大量施用可能造成水体富营养化
C.复合肥料能同时均匀地供给作物几种养分,肥效高
D.有害农药的滥用会导致粮食、果品、蔬菜等的污染
18.改善大气质量、进行污水处理和将垃圾资源化等要靠化学等科学的发展。
(1)为了保护环境,防治酸雨的方法是减少 的排放(填“”或“氟氯代烷”);减缓臭氧层受损的方法是减少使用 。(填“”或“氟氯代烷”)
(2)垃圾是放错地方的资源。下列垃圾处理方式正确的是 (填字母代号)。
a.回收利用易拉罐 b.焚烧废旧报纸 c.随意丢弃废旧电池
我国“十四五”规划中已明确提到“碳达峰”、“碳中和”的目标,请回答下列问题:
(3)写出碳元素的两种同素异形体名称 。(任写两种)
(4)“碳达峰”、“碳中和”的“碳”主要指的具体物质是 ,其所属物质类别为 。(填写下列正确的选项代号)
A.电解质 B.非电解质 C.酸性氧化物
(5)我国科学家合成一种新型催化剂,将二氧化碳和水反应生成甲烷和氧气,该反应的化学方程为: ,该反应中还原剂是 。
(6)某化学兴趣小组同学将燃烧的镁条插入盛满的集气瓶内,发现镁条继续燃烧,生成白色固体,并有黑色物质附着在集气瓶内壁,反应的化学方程式为,试用双线桥分析该反应电子的得失及数目: 。
19.物质在工农业生产、生活中应用广泛,认识元素及其物质的性质,科学使用化学品,能更好的将化学知识运用到生活和生产中,请依据所学知识回答下列问题:
(1)无机非金属材料的主角是Si元素,Si元素位于元素周期表 ,硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料,传统硅酸盐材料有玻璃、陶瓷和 ,氮化硅是一种新型材料,它的硬度大、熔点高,化学性质稳定。已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价,则氮化硅的化学式为 。雕花玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的,写出该反应的化学方程式 。
(2)汽车尾气带来的污染主要来源和在高温条件产生的氮氧化物以及汽油不完全燃烧产生的碳颗粒、等,下列措施能减少汽车尾气排放的有___________
A.推广使用新能源汽车 B.在汽车排气管上加装催化转换器
C.用柴油车代替汽油车 D.尽量乘坐公共交通工具或步行出行
(3)含硫物质的燃烧和含硫矿石的冶炼产生的 (填化学式)能导致酸雨,酸雨是指 的雨水。
(4)某实验小组采集硫酸型酸雨样品,随时间的推移,测定该样品的,得到表中数据:
测定时间/h
0
1
2
3
4
雨水的
4.75
4.68
4.62
4.58
4.58
该酸雨样品放置时变化的主要原因是 (用化学方程式表示)。
20.Ⅰ、汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法,能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。
(1)汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。
(2)写出催化转化器中,一氧化碳和一氧化氮反应的化学方程式为 。
(3)下列措施中有利于控制城市空气污染的是 。
a.推广电动汽车 b.加快煤炭开采和使用 c.开发和使用氢能
(4)造成温室效应的物质是 。
(5)请写出任意一条可防治酸雨的措施 。
Ⅱ、
(6)硅酸盐具有特殊的性质与应用,回答下列问题:硅酸盐材料是传统无机非金属材料,下列产品属于硅酸盐的是 (填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③水晶 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦
(7)SiO2是一种酸性氧化物。
①用化学方程式表示盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因 。
②二氧化硅的用途有 (填字母)。
A.太阳能电池 B.光导纤维 C.计算机芯片 D.石英坩埚
拓展培优
21.硫的氧化物和氨的氧化物造成的环境问题日益受到关注。下列说法正确的是
A.硫在足量中燃烧会生成
B.在燃煤中加入,可以减少对环境的污染
C.能使酸性溶液褪色,说明具有漂白性
D.汽车尾气中的主要大气污染物为,和
22.为探究某固体化合物X(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
下列有关说法错误的是
A.化合物X的化学式为FeS
B.无色气体D能形成酸雨,总共产生448 mL(标准状况)无色气体D
C.将无色气体D全部通入黄色溶液E中,溶液变成浅绿色,且无色气体D有剩余
D.黑色化合物A最多可消耗392 mL(标准状况)O2
23.有关煤的综合利用如图所示,下列说法错误的是
A.煤属于不可再生能源
B.步骤①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
C.步骤②中发生反应:
D.煤的综合利用可以减少燃煤时SO2等污染物的排放
24.研究表明,大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物一光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示,下列说法不正确的是
A.紫外线作用下,NO2中有氮氧键发生断裂
B.反应I的方程式是2NO+O2=2NO2
C.反应II中丙烯是还原剂
D.经反应III,O2转化为了O3
25.某学习小组在实验室研究SO2与Ba(NO3)2溶液的反应。
I.[制备二氧化硫]
(1)实验室常用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应制取二氧化硫。
①写出该反应的化学方程式 。
②欲制取并收集干燥的二氧化硫,选择下图中的装置,其最佳连接顺序为 。(按气流方向,用小写字母表示,部分装置可重复使用)。
③装置D的作用是 。
II.[实验探究]
(2)向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液的试管中,缓慢通入SO2气体,试管内有白色沉淀产生。
④预测白色沉淀可能是 。
⑤配制0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液时所用蒸馏水必须加热煮沸,目的是 。
(3)将SO2分别通入无氧、有氧且浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究NO和O2哪种微粒起到了主要氧化作用,实验记录如下:
项目
实验记录
pH
变化
是否产生沉淀
BaCl2溶液(无氧)中无白色沉淀、BaCl2溶液(有氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2溶液(无氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2溶液(有氧)中有白色沉淀。
⑥曲线a所示溶液pH降低的原因 (用化学方程式表示)。
⑦曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为 。
⑧曲线d (填“能”或“不能”)说明NO是氧化SO2的主要微粒。
26.下表是部分城市某日空气质量日报:
城市
污染指数
首要污染物
空气质量等级
SO2
NO2
PM10
A
98
23
67
SO2
Ⅱ
B
47
29
35
SO2
Ⅰ
C
62
80
113
PM10
Ⅲ
D
52
76
59
NO2
Ⅰ
(1)由上表可知,空气质量日报中涉及的污染物主要是 和可吸入颗粒物(PM10)。
(2)汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一,治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”,使CO与NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出反应的化学方程式: 。
(3)SO2的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的原理之一可简单表示如下:
请回答下列问题:
①酸雨的pH (填“>”“<”或“=”)5.6。
②反应b的化学方程式为: 。
③在一段时间内连续不断测定溶液D的pH,发现pH变小,表示该变化的化学方程式是: 。
④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,写出该反应的离子方程式: 。
⑤现有某地含酸雨水样1 m3,其中c(H+)=0.005 mol·L-1,若用生石灰处理该水样至中性,理论上需生石灰 kg。
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专题4 硫与环境保护
第三单元 防治二氧化硫对环境的污染
教学目标
1.了解自然界中硫的循环。
2.了解SO2对大气质量的影响,特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
重点和难点
重点:酸雨的形成和防治措施。
难点:酸雨的防治措施。
◆知识点一 自然界中的硫循环
1.自然界中的硫循环:
(1)地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的循环。
(2)地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
2.自然界中含硫物质非常丰富
如H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO4、CaSO4等。
上述物质在“价—类”二维图中的相应位置如下:
即学即练
1.硫是生命代谢与发育必不可少的元素,在微生物作用下硫循环的一种途径如图所示,下列说法错误的是
A.自然界中存在游离态的硫
B.过程①②③④均属于氧化还原反应
C.S在足量的氧气中燃烧可以一步转化为SO3
D.人类对化石燃料的过度开采及使用会对硫循环造成巨大影响
【答案】C
【详解】A.自然界中存在游离态的硫,如火山口附近就有单质硫,选项A正确;
B.过程①S元素由+2价变为+4价,②S元素由+4价变为+6价,③S元素由-2价变为+4价, ④S元素由-2价变为0价,化合价均发生变化,均属于氧化还原反应,选项B正确;
C.S在足量的氧气中燃烧也只能转化为SO2,不可能一步转化为SO3,选项C错误;
D.人类对化石燃料的过度开采及使用,致使大气中产生较多的二氧化硫,会对硫循环造成巨大影响,选项D正确;
2.硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.工业制酸: B.火山喷发:
C.尾气吸收: D.酸雨侵蚀:
【答案】B
【详解】A.FeS2只能转化为SO2,SO2与O2催化剂高温条件下转化为SO3,A项不能直接转化;
B.H2S经燃烧转化为SO2,B项可实现转化;
C.Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2,C项不能转化;
D.H2SO4与Fe反应产生FeSO4和H2,D项不能转化;
故选B。
3.硫是生物必需的营养元素之一,下列关于自然界中硫循环(如图所示)说法不正确的是
A.烧煤时加石灰石,可减少酸雨及温室气体的排放
B.硫循环中硫的化合物可为无机物,也可为有机物
C.硫酸盐在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下被还原为R1-S-R2
D.火山口附近的单质硫燃烧时可直接生成SO2
【答案】A
【详解】A.烧煤时加石灰石,可将SO2吸收并转化为CaSO3,并最终转化为CaSO4,可减少酸雨的排放,但增加CO2的排放量,所以不能减少温室气体的排放,A不正确;
B.硫循环中硫的化合物可为无机物(如S8、SO2、SO3、硫酸盐、亚硫酸盐等),也可为有机物(煤、石油、含硫杆菌等),B正确;
C.硫酸盐在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下转化为R1-S-R2,硫元素化合价降低,被还原,C正确;
D.火山口附近的单质硫具有还原性,能够在空气中直接燃烧,生成SO2,D正确;
故选A。
◆知识点二 酸雨及其治理
1.SO2的来源:
含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼、硫酸生产等。
2.硫酸型酸雨的形成
(1)酸雨:pH<5.6的降水被称为酸雨。
(2)形成:
写出图中标号表示的化学方程式:
①2SO2+O22SO3。
②SO2+H2OH2SO3。
③SO3+H2O===H2SO4。
④2H2SO3+O2===2H2SO4。
3.酸雨的危害
(1)鱼类难以生存,影响水生植物的繁殖。
(2)土壤肥力下降,植被遭到破坏,危害农作物生长。
(3)加快桥梁、雕塑等建筑物腐蚀。
4.酸雨的防治
(1)消除污染源,研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能等)。
(2)对含硫燃料进行脱硫处理。
(3)对SO2废气进行处理或回收利用。
5.二氧化硫的处理回收
工业上选择处理SO2的方法,会考虑环保、成本、工艺流程是否简便易行等因素。
(1)实验室通常用烧碱溶液来吸收二氧化硫:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
(2) 用熟石灰吸收:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O。
(3)海水吸收:利用海水的微碱性,用海水吸收除去烟气中的二氧化硫。
(4)石灰石—石膏法:
将石灰石浆液与烟气充分接触混合并氧化,最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。化学方程式为:CaCO3+SO2=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4。
(4)氨脱硫法:化学方程式为:2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4。
即学即练
1.图为酸雨形成的示意图。下列说法正确的是
A.空气中的溶于水也会形成酸雨
B.易溶于水,并在雨水中转化为
C.含的雨水在空气中放置其pH可能会降低
D.硝酸型酸雨会腐蚀石灰岩建筑,而硫酸型酸雨不能
【答案】C
【详解】A.酸雨是pH小于5.6的雨水,二氧化碳溶于水所得溶液pH为5.6,所以空气中的二氧化碳溶于水不能形成酸雨,故A错误;
B.一氧化氮不溶于水,故B错误;
C.亚硫酸溶液易被空气中氧气氧化为强酸硫酸,溶液中氢离子浓度增大,溶液pH减小,所以含亚硫酸的雨水在空气中放置其pH可能会降低,故C正确;
D.硝酸型酸雨和硫酸型酸雨都会腐蚀石灰岩建筑,故D错误;
故选C。
2.然界中硫元素的部分转化原理如图所示。下列叙述不正确的是
A.火山喷发会加剧空气污染
B.硫酸型酸雨的形成可能涉及
C.酸雨可使土壤酸化,可以利用石膏调节土壤的酸碱性
D.火山喷发物形成地壳中的金属硫化物的过程中发生了氧化还原反应
【答案】C
【详解】A.火山喷发会产生二氧化硫,因此会加剧空气污染,A正确;
B.硫酸型酸雨的形成过程中二氧化硫转化为三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,即可能涉及,B正确;
C.酸雨中含有硫酸或硝酸,因此可使土壤酸化,所以可以利用熟石灰调节土壤的酸碱性,石膏的主要成分是硫酸钙,不能调节土壤的酸碱性,C错误;
D.根据示意图可判断金属硫化物可以被氧化为硫酸盐,因此火山喷发物形成地壳中的金属硫化物的过程中发生了氧化还原反应,D正确;
答案选C。
3.二氧化硫既能污染环境,又在生活、生产中有着广泛的作用,根据要求回答下列问题。
Ⅰ.如图所示是酸雨的形成示意图,根据图示回答下列问题。
(1)某实验小组采集硫酸型酸雨样品,随着时间的变化,多次测定该样品的pH,得到表中数据:
测定时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.75
4.60
4.58
4.50
4.50
酸雨样品放置时pH变化的主要原因是 (用化学方程式表示)。
(2)你认为减少酸雨的产生可采取的措施是 (填字母)。
①减少用煤作燃料 ②开发新能源 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰
⑤监测并治理汽车排出的大量尾气 ⑥收集大气中氮氧化物制备硝酸
A.①②③④⑤⑥ B.②③⑤⑥
C.①②③④⑤ D.①②③⑤
Ⅱ.某同学根据铜与浓硫酸反应能生成,预测锌与浓硫酸反应生成的产物可能为混合气体(水蒸气除外),设计如下装置进行验证(加热和部分夹持装置略):
回答下列问题:
(1)该同学预测的混合气体的成分可能为 。
(2)C装置所盛常见试剂可以是 (填一种),实验过程中,理论上可观察到E、F装置的实验现象分别为 、 。
Ⅲ.为测定空气中的含量,某课外小组的同学将空气样品经过管道通入密闭容器中的300mL 0.100mol/L的酸性高锰酸钾溶液。若管道中空气流量为a L/min,经过b min溶液恰好褪色,假定样品中的可以被溶液充分吸收,则该样品中的含量是 g/L。
【答案】 D 二氧化硫、氢气 酸性溶液(或NaOH溶液等合理答案) 黑色粉末变红色 白色粉末变蓝色
【详解】Ⅰ(1)酸雨放置时pH变小,是由于酸雨中的被空气中的氧气氧化成,是强电解质,可电离出更多的。
(2)在已酸化的土壤中加石灰不能减少酸雨的产生;收集大气中氮氧化物制备硝酸成本太高,不现实。故选D。
Ⅱ.(1)根据反应原理判断,足量的Zn与浓硫酸反应得到二氧化硫,随着硫酸的浓度下降,Zn与稀硫酸反应得到氢气。所以,混合气体成分为二氧化硫、氢气。
(2)具有还原性,用足量的酸性溶液氧化、吸收或用足量的NaOH吸收掉,这就除去了中混有的;还原氧化铜生成铜和水蒸气,E中现象为黑色粉末变红色、F中现象为白色粉末变蓝色。
Ⅲ. 与酸性高锰酸钾溶液反应离子方程式为:,反应消耗的为, 样品中含量为。
◆知识点三 空气质量评价
1.空气质量指数(AQI)
人们研究空气污染,可以通过空气质量指数AQI来获取空气质量状况的信息。
(1)定义
空气质量指数是根据空气中的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度计算出来的数值。
(2)与空气质量的关系
空气质量指数越小,空气质量越好,对人体健康的危害就越小。
2.空气质量指数(AQI)的确定
(1)确定方法
空气质量监测人员测出空气质量指数中这六大污染物的浓度,再换算成它们的质量指数,其中指数最大的污染物会被确定为首要污染物,首要污染物的质量指数即为该地区的空气质量指数。
(2)与空气质量等级的关系
空气质量指数越大,空气质量等级污染程度越严重。
3.雾霾
(1)定义:大量极细微的颗粒物均匀地悬浮在空中,这些颗粒物容易吸附空气中的水蒸气形成雾滴,使空气水平能见度小于10km,我们把这种空气混浊现象叫作雾霾。
(2)颗粒物分类依据是颗粒物直径的大小。
(3)颗粒物分类
(4)SO2的排放与雾霾形成的关系
空气中的SO2在一定条件下形成CaSO4,硫酸盐在PM2.5中所占比例较大。
4.大气污染的防治
(1)改变能源结构;
(2)控制SO2等有害气体的排放;
(3)提高污染排放标准。
特别提醒常见环境污染:
污染类型
主要污染物
污染物来源
酸雨(pH<5.6)
SO2、NO2
化石燃料的燃烧
光化学烟雾
NOx
汽车尾气
臭氧空洞
氟氯烃
冰箱制冷剂
白色污染
聚乙烯、聚氯乙烯
废弃塑料制品
赤潮和水华
含N、P较高的废水
农业、生活废水
居室污染
甲醛、苯、甲苯、氡
建筑、装修材料
雾霾
SO2、NOx以及颗粒物(PM)
颗粒物
即学即练
1.化学与生活密切相关,下列叙述错误的是
A.节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物在灼烧时所呈现的各种艳丽的色彩,焰色试验是化学变化
B.被称为“黑金”的新型纳米材料石墨烯属于新型无机非金属材料
C.最新华为手机Mate30的芯片麒麟990主要原材料是硅
D.新能源汽车的推广与使用有利于减少光化学烟雾的产生
【答案】A
【详解】A.焰色试验体现的是物质所含原子中的电子能量的变化,是某些金属元素的特征的物理性质,焰色试验的本质是物理变化,A错误;
B.被称为“黑金”的新型纳米材料石墨烯属于碳单质,是新型无机非金属材料,B正确;
C.硅单质为半导体材料,可用于制作芯片,最新华为手机Mate30的芯片麒麟990主要原材料是硅,C正确;
D.新能源汽车的推广与使用,减小化石燃料的使用,有利于减少光化学烟雾的产生,D正确;
故选A。
2.下列说法与“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念不一致的是
A.将工业废液排入海洋以减少河道污染
B.推广煤的液化、气化技术以提高煤的使用效率
C.利用CO2制成全降解塑料可缓解日益严重的“白色污染”
D.采用催化转化技术可将汽车尾气中的NOx和CO转化为无毒气体
【答案】A
【详解】A、工业废液中的废酸、废碱、重金属盐、有机物等都会污染海洋,A错误,符合要求。
B、煤的气化是指将煤与水蒸气反应生成CO和H2等作为气体燃料或者化工原料,煤的液化则是指利用气化得到的CO和H2制备乙醇、乙酸等液态有机物,这些方法都可以提高煤的利用率,B正确,不符合要求。
C、这中全降解塑料完全降解后生成CO2,减少难降解的塑料的使用量,可以缓解甚至消除“白色污染”,C正确,不符合要求。
D、催化技术可以使汽车尾气中的NOx和CO反应生成无污染的N2和CO2,D正确,不符合要求。
正确答案A。
3.我国重点城市近年来已发布“空气质量日报”.下列物质中不列入污染指数的是( )
A.二氧化硫 B.二氧化氮 C.二氧化碳 D.可吸入颗粒物
【答案】C
【详解】二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物都是空气主要污染物,对人体有害,列入空气污染指数中,虽然二氧化碳可导致温室效应,但不列入污染指数。
答案选C。
1、 酸雨及其治理
1.SO2的“三个”来源:
2.酸雨的形成过程
3.酸雨的防治
(1)首先要从消除污染源着手,研究开发替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等),这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源,又能从根本上防止酸雨的产生。
(2)利用物理及化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理,以减少二氧化硫的排放。
(3)对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。
如在燃煤中加入生石灰就可减少二氧化硫的排放[SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成煤渣)]。
含有SO2的尾气用氨水吸收[SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4(一种化肥)]。
石灰水—石膏法吸收SO2[SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O,2CaSO3+O2===2CaSO4(形成石膏:CaSO4·2H2O)]。
(4)提高全民的环保意识,加强国际的合作,共同努力以减少硫酸型酸雨的产生。
实践应用
1.X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染,在工业上都可以用碱液吸收.已知X是化石燃料燃烧的产物之一,是形成酸雨的主要物质;Y是一种黄绿色气体单质,其水溶液具有漂白作用;Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一,能与水反应.下列说法不正确的是
A.X是SO2,它既有氧化性又有还原性
B.干燥的气体Y不能使干燥的有色布条褪色,其水溶液具有漂泊作用的是HClO
C.Z与水反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO
D.等物质的量的X与Y同时通入到湿润的有色布条上,有色布条褪色时间变短,漂泊效果增强
【答案】D
【详解】A.X是SO2,二氧化硫中硫为+4价,既可以升高又可以降低,所以它既有氧化性又有还原性,故A正确;
B.氯气不具有漂白性,氯气与水反应生成次氯酸具有漂白性,故B正确;
C.Z是二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,化学方程式:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故C正确;
D.二者恰好反应生成盐酸和硫酸,反应方程式为Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,盐酸和硫酸没有漂白性,所以等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中不能使有色布条褪色,故D错误。
答案选D。
2.关于C、N、Si、S等非金属元素及其化合物的下列说法错误的是
A.它们都能以游离态存在于自然界中
B.氮氧化物、二氧化硫是形成酸雨的主要物质
C.它们的最高价氧化物都能与强碱反应生成含氧酸盐
D.加热条件下,碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应
【答案】A
【详解】A.硅是亲氧元素,硅元素在自然界中以硅酸盐、二氧化硅的形式存在,故A错误;
B.某些化石燃料燃烧后的产物中含氮氧化物和二氧化硫,氮氧化物和二氧化硫溶于水后会生成相应酸,随雨水降落到地面形成酸雨,所以形成酸雨的主要物质是氮氧化物和二氧化硫,故B正确;
C.它们的最高价氧化物都是酸性氧化物,能和强碱反应生成含氧酸盐和水,故C正确;
D.加热条件下,碳、硫单质都能被浓硝酸、浓硫酸氧化生成碳、硫的氧化物,故D正确;
故选A。
3.属于严重的大气污染物,可用与高温反应消除的污染,其反应原理可分为两步,过程如图所示。下列说法正确的是
A.X中S元素的化合价为0价 B.大气中的必须氧化成才能形成酸雨
C.在温度时发生的是置换反应 D.工业上可用氢氧化钠溶液处理工业尾气中的
【答案】D
【详解】A.根据分析,则X为H2S,S化合价为-2价,故A错误;
B.SO2可以和水反应生成H2SO3,H2SO3可以被氧气氧化为H2SO4,故B错误;
C.在100~200℃温度时SO2化合价降低,X化合价升高,反应为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,不属于置换反应,故C错误;
D.SO2是酸性氧化物,工业上可以用氢氧化钠溶液处理工业尾气中的,故D正确;
答案选D。
二、常见的污染现象及其危害
1、酸雨:主要是由SO2和氮氧化物造成的;能使土壤酸化、腐蚀建筑物等。
2、光化学烟雾:主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的;危害人体健康,影响植物生长。
3、臭氧空洞:主要是由氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的;使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。
4、温室效应:主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的;会使全球气候变暖。
5、白色污染:形成原因是聚乙烯塑料的大量使用以及随意丢弃;会破坏土壤结构和生态环境。
6、赤潮和水华:形成原因是含氮、磷等营养成分的生活污水和工农业废水的任意排放;会使藻类过度繁殖,鱼类死亡,水质恶化,若发生在淡水中称为水华,发生在海水中称为赤潮。
实践应用
1.下列与氮氧化物无关的环境问题是
A.酸雨 B.白色污染 C.光化学烟雾 D.PM2.5
【答案】B
【详解】A.酸雨是由于SO2、NO2和空气中的水蒸气反应产生H2SO4、HNO3,H2SO4、HNO3随雨水降落致使水的PH小于5.6,即形成酸雨,与N元素有关,A不符合题意;
B.白色污染是聚乙烯、聚氯乙烯等塑料对环境产生的污染,与氮氧化物无关,B符合题意;
C.光化学烟雾是NO、NO2等氮的氧化物导致的环境污染,C不符合题意;
D.氮氧化物作为PM2.5的前体物质,可以通过一系列反应和转化过程,最终转化为PM2.5中的氮化物,D不符合题意;
故选B。
2.环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是
A.温室效应-CO2 B.臭氧层破坏-CO
C.光化学烟雾-NOx D.水体富营养化-氮、磷等营养物质
【答案】B
【详解】A.CO2属于温室气体,可以导致温室效应,A不符合题意;
B.氟里昂的使用会破坏臭氧层,臭氧层破坏与CO无关,B符合题意;
C.空气中含有的NOx与碳氢化合物在光照的条件下反应,生成有毒的烟雾,就是光化学烟雾,C不符合题意;
D.含氮、磷等生活废水的大量排放,能够引起植物疯长,是引起水体富营养化原因,D不符合题意;
故答案选B。
3.化学已经渗透到人类生活的各个方面,下列说法不正确的是
A.在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量
B.“光化学烟雾”“臭氧空洞”的形成都与氮氧化合物有关
C.二氧化碳含量属于空气质量日报中空气污染指数指标
D.低碳生活注重节能减排,尽量使用太阳能等代替化石燃料,减少温室气体的排放
【答案】C
【详解】A.二氧化硫与生石灰、氧气反应最终生成硫酸钙,所以在家用燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放量,会减少空气污染,故A正确;
B.“光化学烟雾“、“臭氧空洞“的形成都与氮氧化合物有关,故B正确;
C.二氧化碳不属于大气污染物,空气质量日报中不包括二氧化碳的含量,故C错误;
D.低碳经济就是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式,故D正确。
故选C。
考点一 自然界中的硫循环
【例1】自然界中的硫循环如图所示,下列说法错误的是
A.①和②中硫元素均被氧化
B.控制化石燃料的使用可以减少的排放
C.含硫有机物和含硫无机物可以相互转化
D.只具有还原性
【答案】D
【详解】A. ①中被氧化为,②中的岩石中硫以金属硫化物或硫单质的形式存在,火山爆发时硫元素被氧化为,A正确;
B. 控制化石燃料的使用可以减少的排放,B正确;
C. 动植物遗体、碎屑、排出物中的硫元素能转化成石油等化石燃料中的有机物,化石燃料燃烧时硫元素会转化为进入大气,动植物遗体、碎屑、排出物中的硫元素也可以被细菌等分解转化为进入土壤或水体中,、被吸收后又可转化为有机物,从而实现了含硫有机物和含硫无机物之间的相互转化,C正确;
D. 既具有还原性,又具有氧化性,D错误;
答案选D。
解题要点
(1)SO2的来源:含硫化石燃料燃烧、含硫金属矿石冶炼、硫酸生产等。
(2)自然界中的硫循环:
地壳的岩石里、生物体内以及大气与水中都含有硫元素。随着地壳运动、生命活动以及大气与水的流动,这些含硫物质不断地发生转化和转移,形成了硫在自然界中的循环。
(3)地壳中的硫黄矿、硫铁矿和煤等都含有硫元素,这些矿物通过风化分解、燃烧、火山爆发等方式释放出SO2、H2S等气体,这些气体有些进入大气,有些转化为亚硫酸盐、硫酸盐溶入河流或海洋,还有些则被土壤中的硫化细菌吸收。
【变式1-1】认识和研究自然界中的元素循环有重要意义,自然界中硫元素的循环如图所示,下列说法错误的是
A.自然界中的硫循环与生命活动密切相关 B.SO2型酸雨久置酸性增强
C.火山爆发可能产生游离态硫 D.除氮外,只有氧、碳参与了循环过程
【答案】D
【详解】A.自然界中的硫循环与生命活动密切相关,A项正确;
B.型酸雨久置,亚硫酸转化为硫酸使酸性增强,B项正确;
C.火山喷口附近有硫单质,C项正确;
D.由图可知,硫循环过程还涉及氧化物、含氧酸根、有机物、动植物遗体碎屑和排出物等含氢、碳、氮、氧的物质,故氢、碳、氮、氧均参与了硫循环过程,D项错误;
故选D。
【变式1-2】自然界的硫循环如下图所示,下列说法不正确的是
A.①和②中硫元素均被氧化
B.控制化石燃料的使用可以减少SO2排放
C.含硫有机物和含硫无机物可相互转化
D.①是自然界形成酸雨的唯一原因
【答案】D
【详解】A.①中SO2被氧化变为SO,②岩石中硫以金属硫化物或硫单质存在,火山爆发时,被氧化变为SO2,所以选项A合理;
B.有些化石燃料中含有硫元素,使用时就会转化为SO2扩散到空气中,所以控制化石燃料的使用可以减少SO2排放,选项B正确;
C.动植物遗体碎屑、排出物中硫元素是有机物,它们能形成石油等矿物质中的有机物,化石燃料燃烧会转化为SO2进入大气,动植物遗体碎屑、排出物也可以被微生物分解变为SO进入土壤溶液中,SO2、SO是无机物;它们被生产者吸收又可转化为有机物,从而实现了含硫有机物和含硫无机物相互转化,选项C正确;
D.形成酸雨的物质,除了SO2还有H2S、NO2等,所以①不是自然界形成酸雨的唯一原因,选项D错误;
故合理选项是D。
考点二 酸雨及其治理
【例2】硫酸型酸雨的形成原理可简化表示如下:
回答下列问题:
(1)A物质的化学式 ,B物质的化学式 。
(2)根据SO2的性质,可让工厂的烟道气通过 除去SO2,达到减少污染的目的。
(3)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
注溶液的pH越大,H+的物质的量浓度就越小。
如果将刚取样的上述雨水和用氯气消毒的自来水相混合,pH将 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示): 。
(4)你认为减少酸雨产生可采用的措施是 (填序号)。
①少用煤做燃料;②把工厂烟囱造高;③燃料脱硫;④在已酸化的土壤中加石灰;⑤开发新能源
【答案】(1) SO2 SO3
(2)氢氧化钠溶液(合理即可)
(3) 减小
(4)①③⑤
【详解】(1)A为二氧化硫SO2;B为三氧化硫SO3;
(2)二氧化硫能被碱液吸收,故可让工厂的烟道气通过氢氧化钠溶液(合理即可)除去SO2,达到减少污染的目的;
(3)氯气具有氧化性,氯气能氧化雨水中H2SO3生成硫酸和盐酸,两者都是强酸,酸性增强,pH减小,反应为:;
(4)少用煤作燃料、燃料脱硫、开发新的能源等措施可以减少二氧化硫气体的排放,从而减少酸雨的产生;
在已酸化的土壤中加石灰可以改善土壤酸性,但不能减少酸雨产生;把工厂烟囱造高,不能减少硫氧化物排放,不能减少酸雨产生;
故选①③⑤。
【变式2-1】Ⅰ.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。回答以下问题:
(1)与氮氧化物有关的全球性大气环境问题有___________。
A.酸雨 B.沙尘暴 C.光化学烟雾 D.白色污染
(2)以下是氮循环的一部分:
① 图中的氨气来源于工业生产,而实验室制取的方法与其不同,写出实验室中固体物质加热制取氨气的化学方程式 。
② 反应⑥的化学反应方程式是 。
③ 催化剂存在下,也可用来消除的污染,生成两种对环境无害的物质,请写出与反应的化学方程式为 。
④ Cu与稀HNO3反应的离子方程式 。
Ⅱ.二氧化硫性质探究
(3)实验小组甲同学向:5 mL 1 mol⋅L溶液中通入足量的,检验该反应中产物含有的方法是 。
(4)实验小组乙同学将通入少量溴水,溴水褪色,请写出此反应的离子方程式: 。
【答案】(1)AC
(2)
(3)取少量溶液于试管中,先加入稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则证明有
(4)
【详解】(1)A.氮氧化合物与水生成硝酸,使雨水pH<5.6,故A选;
B.沙尘暴与固体悬浮颗粒物有关,与氮氧化物无关,故B不选;
C.光化学烟雾与汽车尾气中的氮氧化合物有关,故C选;
D.白色污染与塑料有关,故D不选;
故选AC;
(2)①实验室通过加热氯化铵和氢氧化钙的固体制取氨气,化学方程式为:;
②反应⑥中NO2和水反应生成硝酸和NO,方程式为:;
③与发生氧化还原反应生成N2和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:6NO2+8NH3=7N2+12H2O;
④ Cu与稀HNO3反应生成硝酸铜与一氧化氮气体,离子方程式:;
(3)检验该反应中产物含有的方法是:取反应后溶液于试管中,先滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀则说明存在硫酸根离子;
(4)溴水具有强氧化性,二氧化硫与溴水反应生成硫酸根离子和溴离子,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式:。
【变式2-2】酸雨是全球三大环境危害之一,根据其所带的酸性物质不同,酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
(1)写出硫酸型酸雨的形成过程(用化学方程式表示) 、 。
(2)有学者提出利用、等离子的催化作用,常温下将氧化成而实现的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中氧化成的转化率。
①测定模拟烟气中的体积分数:该小组采用下图装置进行测定,X溶液可以是 (选填字母)。
a.氯化钡溶液 b.酸性高锰酸钾溶液 c.氢氧化钠溶液
②测定转化器中氧化成的转化率:若上述实验是在标准状况下进行的,已知气体流速,还需测定的数据有 、 。
(3)如图是对煤燃烧产生的废气进行脱硫处理的基本流程图,请写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。
① 、
②废气脱硫以后含量明显增加的气体是 ,它对环境的负面影响是 。
③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是 。
【答案】(1) 、 2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4
(2) b 实验时间 加入盐酸酸化的溶液后生成沉淀的质量
(3) CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSO3+O2=2CaSO4 2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O 二氧化碳或CO2 使“温室效应”加剧,导致全球气候变暖 将气体通入品红溶液中,观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中还含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含SO2
【详解】(1)硫酸型酸雨的形成过程为二氧化硫与雨水反应生成亚硫酸是雨水pH小于5.6,亚硫酸与空气中的氧气反应生成硫酸使雨水pH减小,相关的化学方程式为、;
(2)①a.亚硫酸的酸性弱于盐酸,二氧化硫与氯化钡溶液不反应,则用氯化钡溶液不能测定废气中二氧化硫的含量,故错误;
b.二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应会使溶液褪色,则用酸性高锰酸钾溶液能测定废气中二氧化硫的含量,故正确;
c.氢氧化钠溶液与二氧化硫反应生成亚氯酸钠和水,反应中没有明显的实验现象,则用氢氧化钠溶液不能测定废气中二氧化硫的含量,故错误;
故选b;
②由题意可知,该实验的方案为测量标准状况下一定时间内X溶液吸收一定流速废气中的二氧化硫与盐酸酸化的氯化钡生成沉淀的质量测定转化器中二氧化硫氧化成硫酸根离子的转化率,则需测定的数据的气体流速、实验时间、沉淀的质量,故答案为:实验时间;加入盐酸酸化的BaCl2溶液后生成沉淀的质量。
(3)①脱硫过程中发生的反应有:CaCO3和SO2在高温下反应生成CaSO3和CO2,CaSO3被O2氧化生成CaSO4,CaSO4和H2O反应生成CaSO4•2H2O,发生的反应有CaCO3+SO2=CaSO3+CO2、2CaSO3+O2=2CaSO4,2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O;
②废气脱硫以后含量明显增加的气体是CO2,过多排放CO2会引起温室效应,导致全球气候变暖;
③检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是:将气体通入品红溶液中,观察溶液是否褪色,若溶液褪色,说明废气中还含有SO2;若溶液不褪色,说明废气中不含SO2。
考点三 大气污染 空气质量评价
【例3】空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是
A.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防止扬尘污染
C.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量
【答案】D
【详解】A.煤中含有硫元素燃烧后产生二氧化硫污染空气,推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染,有利于“蓝天工程”的建设;故A正确;
B.实施绿化工程,大量植树造林,能够起到净化空气的作用,也防治了扬尘的污染,故B正确;
C.机动车尾气中含有一氧化碳、一氧化氮等污染物,研制开发燃料电池汽车,消除了机动车尾气污染,有利于“蓝天工程”的建设,故C正确;
D.化石燃料的燃烧能产生大量的空气污染物,加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量,不利于“蓝天工程”建设,故D错误。
故选:D。
【变式3-1】张家界是世界地质公园,其空气质量始终保持全省最优。下列环境问题与汽车尾气的大量排放无关的是
A.酸雨 B.温室效应 C.PM2.5超标 D.白色污染
【答案】D
【详解】A.硝酸型酸雨,是由汽车尾气中的氮氧化物与雨水作用产生的,A不符合题意;
B.机动车辆中燃料燃烧产生的二氧化碳,可使地球表面温度升高,从而引起温室效应,B不符合题意;
C.机动车辆中燃料不完全燃烧产生的固体颗粒物,会导致大气中PM2.5超标,C不符合题意;
D.白色污染是由塑料制品引起的环境污染,与汽车尾气无关,D符合题意;
故选D。
【变式3-2】雾霾、PM2.5已经成为公众耳熟能详的热词。“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物,也称为可入肺颗粒物。下列有关说法中,错误的是( )
A.雾霾有可能产生丁达尔效应
B.雾霾的形成与工业排放的烟气和汽车尾气有关系
C.“PM2.5”分散在大气中形成气溶胶,性质稳定,没有必要纳入空气质量评价指标
D.雾霾天气严重危害人体健康
【答案】C
【详解】A.“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物,若直径在1~100nm之间也能形成胶体,产生丁达尔现象,故A正确;
B.工业排放的烟气是形成灰霾天气的最大元凶,故B正确;
C.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,主要来自于化石燃料的燃烧,化石燃料燃烧产生有害气体,能影响空气质量,要纳入空气质量评价指标,故C错误;
D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,主要来自于化石燃料的燃烧,化石燃料燃烧产生有害气体,能影响空气质量,严重危害人体健康,故D正确;
故答案为C。
基础达标
1.下列做法值得提倡的是
A.大量燃烧含硫化石燃料 B.将生活垃圾分类处理
C.将实验废液倒入下水道 D.露天焚烧废旧塑料制品
【答案】B
【详解】A.含硫燃料燃烧产生二氧化硫,引发酸雨,破坏环境,A错误;
B.垃圾分类利于资源回收,减少污染,符合环保政策,B正确;
C.实验废液含化学污染物,需集中处理,不能随意排放,C错误;
D.焚烧塑料释放有毒物质,污染空气,应避免露天焚烧,D错误;
故选B。
2.化学与生活、科技密切相关,下列说法错误的是
A.某地废旧塑料品的处理途径为焚烧回收热能、深挖填埋
B.据调查,武陵源景区已连续多年未出现酸雨,酸雨是指的降雨
C.杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用的芯片主要成分为单晶硅
D.食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
【答案】A
【详解】A.废旧塑料品的处理途径不能为焚烧回收热能、深挖填埋,而是二次利用,A错误;
B.酸雨是指的降雨,B正确;
C.芯片的主要成分为晶体硅,C正确;
D.虽然有一定的毒性,但是其有抗氧化性、能防腐,用量控制在一定范围内,能用作食品添加剂,D正确;
故选A。
3.践行绿色发展理念,保护生态环境。下列做法值得提倡的是
A.为粮食增产尽量多施用化肥
B.将塑料袋、废旧电池深埋处理
C.回收利用铝制饮料盒
D.将含重金属离子的废水大量排放到河流中
【答案】C
【详解】A.大量施用化肥对环境有污染,应该合理使用,A错误;
B.塑料是不可降解的,不能深挖填埋处理,B错误;
C.回收利用铝制饮料盒,可以节约金属资源、节约冶炼金属消耗的能源,C正确;
D.将含重金属离子的废水大量排放到河流中,对水体有污染,D错误;
答案选C。
4.酸雨对环境的危害很大。形成酸雨的主要气体是
A.CO2 B.CO C.SO2 D.CH4
【答案】C
【详解】二氧化硫溶于水发生反应SO2+H2OH2SO3,H2SO3能进一步转化为H2SO4形成硫酸型酸雨,故答案为:C。
5.化学与生活息息相关,下列说法错误的是
A.食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白,防腐和抗氧化等作用
B.波尔多液是用胆矾和石灰乳混合制成的一种常见的农药
C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅
D.正常雨水由于溶解了二氧化碳,其pH约为5.6,而酸雨的pH小于5.6
【答案】C
【详解】A.二氧化硫具有杀菌消毒、抗氧化和漂白能力,食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用,但要在规定的范围内使用,控制好用量,A正确;
B.波尔多液由胆矾和石灰乳混合制成,B正确;
C.制造光导纤维的主要材料是二氧化硅,C错误;
D.正常雨水由于溶解了二氧化碳,其pH约为5.6,当雨水的pH小于5.6时为酸雨,D正确;
故选C。
6.工业制备硝酸的过程中,会产生氮的氧化物等空气污染物。为减少环境污染,需要用氢氧化钠溶液吸收尾气,反应的化学方程式为,则的化学式为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由可知,反应前的钠原子、氮原子、氢原子、氧原子个数分别为2、1、2、3,反应前的钠原子、氮原子、氢原子、氧原子个数分别为2、2、2、5,有原子守恒得,X中含有1个氮原子和2个氧原子,则X的化学式为,故选A。
7.化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空:
(1)实验室中常用浓硫酸做干燥剂,利用其 (填“吸水性”或“氧化性”)。
(2)二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨,酸雨的pH< (填“7”或“5.6”)
(3)已知氢氟酸是HF的水溶液,可与反应生成和。则氢氟酸可保存在 (填“玻璃瓶”或“塑料瓶”)中。
【答案】(1)吸水性
(2)5.6
(3)塑料瓶
【详解】(1)实验室中常用浓硫酸做干燥剂,利用其吸水性,故答案为:吸水性。
(2)二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于水会形成酸雨,常温下,pH小于5.6的雨水称之为酸雨,故答案为:5.6。
(3)玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅不溶于一般的酸,但能溶于HF中,所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,应该在塑料瓶中,故答案为:塑料瓶。
8.某城市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl−
浓度/mol·L−1
4×10−6
6×10−6
2×10−5
4×10−5
3×10−5
2×10−5
根据表中数据判断待测试样为 (填“酸”或“碱”)性,表示该试样酸碱性的c(H+)或c(OH−)= mol·L−1。
(2)煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx,易形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫,脱硝,效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式 。
_______ClO+_______NO+_______OH−=_______Cl−+_______NO+_______
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动时汽缸温度高,汽缸中会生成NO,化学方程式为 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体,其化学反应方程式为 。
【答案】(1) 酸 10−4
(2)3ClO+4NO+4OH−=3Cl−+4NO+2H2O
(3) N2+O22NO 2CO+2NO2CO2+N2
【详解】(1)根据表格数据,试样所含水溶性无机离子所带电荷总数是c(K+)+c(Na+)+c(NH)-2c(SO)-c(NO)-c(Cl-)=4×10-6+6×10-6+2×10-5-2×4×10-5-3×10-5-2×10-5=-1×10-4,根据溶液的电中性原则,溶液中应该含有带正电荷的氢离子,c(H+)=1.0×10-4mol/L,所以溶液呈酸性。
(2)ClO2-中氯元素化合价由+3降低为-1,NO中N元素化合价由+2升高为+5,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒,烟气脱硝过程的离子方程式为:3ClO+4NO+4OH−=3Cl−+4NO+2H2O。
(3)①汽车启动时汽缸温度高,氮气和氧气在汽缸中生成NO,化学方程式为:N2+O22NO。
②在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳,其化学反应方程式为:2CO+2NO2CO2+N2。
9.绿色化学是“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是 。
A.处理废弃物 B.治理污染点 C.减少有毒物 D.杜绝污染源
(2)硝酸工业的尾气中主要含有NO、NO2气体,工厂里常用NaOH溶液吸收NO、NO2,使其转化为化工产品NaNO2。写出其反应的化学方程式 。
(3)某同学设计了以下两种制取Cu(NO3)2的方法,你认为符合绿色化学概念的是方法 。
方法A:2Cu+O22CuO;CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O
方法B:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【答案】 D 2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O A
【详解】(1)绿色化学是从源头上不产生污染物,使原子利用率达到100%,则符合“绿色化学”要求的选项是D;
(2)NaOH与NO、NO2发生归中反应产生NaNO2、H2O,根据原子守恒、电子守恒,可得该反应方程式为:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;
(3)方法A中除了制取得到的Cu(NO3)2,同时产生水,水不会对造成环境污染,故符合绿色化学理念;方法B中除了制取得到的Cu(NO3)2外,还产生了有毒气体的NO气体,NO是大气污染物,会对环境产生一定危害,不符合绿色化学理念。故合理方法是A。
10.(1)2016年9月G20峰会在杭州举行。
①峰会部分场馆使用了新型环保墙面材料硅藻泥。硅藻泥的主要成分SiO2属于 (填字母,下同)。
a 有机高分子材料 b 无机非金属材料 c 金属材料
②峰会场馆空调使用CO2和水作制冷剂。不用氟利昂作制冷剂的目的是 。
a 防治酸雨 b 降低温室效应 c 保护臭氧层
③央行发行了G20峰会金银合金纪念币。关于该纪念币的说法正确的是 。
a可以溶于盐酸 b 相比纯金币,熔点高 c 相比纯金币,硬度大
(2)紫薯营养丰富,具有特殊的保健功能。下表是100 g紫薯粉的营养成分含量表:
营养成分
含量(每100 g)
营养成分
含量(每100 g)
水分
9.9 g
钙元素
23.00 mg
脂肪
0.2 g
铁元素
1.10 mg
蛋白质
4.8 g
硒元素
0.02 mg
淀粉
82.5 g
花青素
0.10 g
纤维素
2.7 g
其他
……
①紫薯粉中的脂肪在人体内会水解成高级脂肪酸和 。
②紫薯中的花青素能消耗活性氧,具有 性(选填“氧化”或“还原”),可用于抗衰老。
(3)防治环境污染,呵护生态环境是当今社会的主题之一。
①汽车尾气(含有烃类、CO、NOx、SO2等)是城市空气的主要污染源,治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”使CO、NOx转化为无害物质,下列说法不正确的是 。
a CO和NOx反应的化学方程式为:2xCO+2NOx2xCO2+N2
b 上述方法增加了空气中CO2的含量,加重了酸雨污染
c 在日光照射下,汽车尾气还会产生光化学烟雾
②通过水质检测确定水体中污染物的种类和浓度后,可采取不同的方法对污水进行处理。例如向废水中通入臭氧,运用 (填字母)除去其中含有的油类、氰化物。
A 中和法 b 沉淀法 c 氧化法
③用过的聚乙烯塑料食品袋要回收处理。聚乙烯是由乙烯通过聚合反应得来的,那么乙烯的结构简式是 。
④锂电池为动力的新能源汽车可实现汽车低碳排放,锂电池属于 电池(选填“一次”或“二次”)。
【答案】 b c c 甘油 还原 b c CH2=CH2 二次
【详解】⑴①SiO2是由Si和O非金属组成的,且不含有碳原子,因此SiO2属于无机非金属材料,故b正确。
②氟利昂能够破坏臭氧层,因此不用氟利昂可以保护臭氧层,故c正确。
③a. 合金是金银组成,金、银不与盐酸反应,故a错误;b. 合金的熔点低于组分的熔点,故b错误;c. 合金的硬度比组分的大,故c正确。
⑵①脂肪是高级脂肪酸与甘油发生酯化反应得到的产物,因此脂肪在人体内水解产物是高级脂肪酸和甘油;故答案为:甘油。
②活性氧具有强氧化性,花青素能消耗活性氧,说明花青素具有还原性;故答案为:还原。
⑶①a. N2和CO2都是空气组成成分,属于无害物质,反应方程式书写正确,故a正确;b. 酸雨是pH<5.6以下的雨水,酸雨是由SO2或氮氧化物引起,CO2是空气的组成成分,CO2不引起酸雨,故b错误;c. 汽车尾气中含有氮的氧化物,在光照条件下产生光化学烟雾,故c正确;综上所述,答案为b。
②臭氧具有强氧化性,污水处理中利用其强氧化性除去油类和氰化物,故答案为:a。
③聚乙烯是由乙烯通过加聚反应生成,其乙烯结构简式为:CH2=CH2;故答案为:CH2=CH2。
④锂电池属于二次电池;故答案为:二次。
综合应用
11.化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.歼-20战斗机采用大量先进复合材料、石墨烯材料等,其中石墨烯材料属于有机高分子材料
B.“天宫二号”空间运行的动力源泉—太阳能电池帆板,核心材料为晶体硅
C.玻璃、水泥、光导纤维等均属于硅酸盐材料
D.城市建筑群易受酸雨腐蚀,pH<7的雨水为酸雨
【答案】B
【详解】A.石墨烯属于无机非金属材料,A错误;
B.太阳能电池帆板的核心材料为晶体硅,B正确;
C.玻璃、水泥属于硅酸盐材料,光导纤维为SiO2,不属于硅酸盐材料,C错误;
D.pH<5.6的雨水为酸雨,D错误;
故选B。
12.化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是
A.生活中使用的金属大多数为合金,合金一般比其成分金属的熔点高,硬度大
B.维生素C常用作抗氧化剂,说明其具有还原性,其和补铁剂同服有利于吸收
C.酸雨是pH值小于5.6的雨水,燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成
D.瓷坩埚及石英坩埚不能与HF接触,也不能对纯碱、烧碱进行熔融
【答案】A
【详解】A.合金一般比其成分金属的熔点低,硬度大,A错误;
B.维生素C具有还原性,常用作抗氧化剂,补铁剂中铁通常为+2价,可防止补铁剂被氧化,与补铁剂同服有利于吸收,B正确;
C.酸雨是pH值小于5.6的雨水,燃煤中加入CaO可以吸收SO2,减少酸雨的形成,C正确;
D.瓷坩埚及石英坩埚中含SiO2,能与HF和强碱反应,不能与HF接触,也不能对纯碱、烧碱进行熔融,D正确;
故选A。
13.化学与生产、生活息息相关,下列叙述正确的是
A.可用于杀菌消毒,故不能作食品添加剂
B.酸雨指的是pH值小于7的雨水
C.单质硅为光导纤维主要成分
D.可用清洗试管中残留的硫粉
【答案】D
【详解】A.SO2可用于杀菌消毒,同时其具有还原性,可适量添加到红酒等物质中做抗氧化剂,A错误;
B.酸雨是指pH值小于5.6的雨水,B错误;
C.光导纤维的主要成分为二氧化硅而不是单质硅,C错误;
D.硫单质易溶于CS2,可用CS2清洗试管中残留的硫粉,D正确;
故答案选D。
14.“绿水青山就是金山银山”。下列做法不符合这一发展理念的是
A.推广使用太阳能路灯 B.垃圾分类投放处理
C.使用易降解的塑料 D.大力提倡火力发电
【答案】D
【详解】A.太阳能属于清洁能源,充分利用可减少易产生污染的能源的使用,如化石燃料等,A不符题意;
B.垃圾分类投放处理利于资源回收利用,B不符题意;
C.使用易降解的塑料可减少环境污染,C不符题意;
D.火力发电需大量化石燃料燃烧,产生对环境有害气体,D符合题意;
答案选D。
15.“山水桃花江,天下美人窝”,桃江的城市发展离不开环境保护。下列说法错误的是
A.充分建设城市管网,防范生活污水、工业废水流入资江
B.大力发展清洁能源,合理建设风能、太阳能等发电设施
C.加高工厂烟囱,工业废气排入高空,减少净化成本
D.积极践行垃圾分类,回收金属、塑料、玻璃等垃圾
【答案】C
【详解】A.生活污水、工业废水中含有污染水源、土壤、大气的污染性物质,需进行集中处理,所以应充分建设城市管网,防范生活污水、工业废水流入江河,A正确;
B.为营造青山绿水的宜居环境,应减少化石燃料的使用,从而减少SO2、NOx、CO2等气体的排放,大力发展清洁能源,合理建设风能、太阳能等发电设施,B正确;
C.加高工厂烟囱,工业废气排入高空,并未减少大气污染物,只是将一个地区的污染转嫁给另一地区,所以并未减少净化成本,C错误;
D.垃圾也是可以利用的自然资源,积极践行垃圾分类,回收金属、塑料、玻璃等垃圾,可有效利用垃圾资源,减少能源浪费,D正确;
故选C。
16.下列解释不科学的是
A.安装煤炭燃烧过程的“固硫”装置,主要是为了减少的排放量
B.“雨后彩虹”“海市蜃楼”是光学现象,它们的形成也与胶体的知识有关
C.“水滴石穿”的主要原因是溶有的雨水与作用生成了可溶性
D.严格地讲,“通风橱”是一种不负责任的防污染手段,因为实验产生的有害气体并没有得到转化或吸收
【答案】A
【详解】A.安装煤炭燃烧过程的“固硫”装置,主要是为了减少SO2的排放量,故A错误;
B.“雨后彩虹”“海市蜃楼”是光学现象,它们的形成也与胶体的知识有关,故B正确;
C.“水滴石穿”的主要原因是溶有的雨水与作用生成了可溶性,故C正确;
D.实验产生的有害气体并没有在“通风橱”中得到转化或吸收,只是把实验产生的气体排出实验室,故D正确;
选A。
17.化肥和农药对农业的增产、增收起重要作用,但施用不当也会给人类和环境带来危害。下列关于化肥或农药的施用描述不正确的是
A.对于已结块的硝酸铵,敲击粉碎后施用
B.磷肥的大量施用可能造成水体富营养化
C.复合肥料能同时均匀地供给作物几种养分,肥效高
D.有害农药的滥用会导致粮食、果品、蔬菜等的污染
【答案】A
【详解】A.硝酸铵受热易分解,经高温或猛烈撞击后易发生爆炸,故硝酸铵结块,不能采用敲击的方式粉碎,应将其溶于水后使用,故A错误;
B.磷肥的大量施用,可能使水体中含有大量磷元素,造成水体富营养化,故B正确;
C.复合肥含有N、P、K元素,肥效高,故C正确;
D.害虫被农药杀死,果蔬会残留毒药,造成污染,故D正确;
故选A。
18.改善大气质量、进行污水处理和将垃圾资源化等要靠化学等科学的发展。
(1)为了保护环境,防治酸雨的方法是减少 的排放(填“”或“氟氯代烷”);减缓臭氧层受损的方法是减少使用 。(填“”或“氟氯代烷”)
(2)垃圾是放错地方的资源。下列垃圾处理方式正确的是 (填字母代号)。
a.回收利用易拉罐 b.焚烧废旧报纸 c.随意丢弃废旧电池
我国“十四五”规划中已明确提到“碳达峰”、“碳中和”的目标,请回答下列问题:
(3)写出碳元素的两种同素异形体名称 。(任写两种)
(4)“碳达峰”、“碳中和”的“碳”主要指的具体物质是 ,其所属物质类别为 。(填写下列正确的选项代号)
A.电解质 B.非电解质 C.酸性氧化物
(5)我国科学家合成一种新型催化剂,将二氧化碳和水反应生成甲烷和氧气,该反应的化学方程为: ,该反应中还原剂是 。
(6)某化学兴趣小组同学将燃烧的镁条插入盛满的集气瓶内,发现镁条继续燃烧,生成白色固体,并有黑色物质附着在集气瓶内壁,反应的化学方程式为,试用双线桥分析该反应电子的得失及数目: 。
【答案】(1) SO2 氟氯代烷
(2)a
(3)金刚石、石墨或者足球烯、无定形碳等
(4) CO2 BC
(5) CO2+2H2OCH4+2O2 CO2、H2O
(6)
【详解】(1)二氧化硫是形成酸雨的主要原因、氟氯代烷是臭氧层受损的主要原因,所以为了保护环境,防治酸雨的方法是减少二氧化硫的排放、减缓臭氧层受损的方法是减少使用氟氯代烷,故答案为:SO2;氟氯代烷;
(2)a.回收利用易拉罐可以提高金属材料的循环使用,是垃圾处理的正确方式,故正确;
b.焚烧废旧报纸会生成有害气体造成环境污染,不是垃圾处理的正确方式,故错误;
c.随意丢弃废旧电池会造成水体和土壤污染,不是垃圾处理的正确方式,故错误;
(3)金刚石、石墨、足球烯、无定形碳等是碳元素形成的不同种单质,互为同素异形体,故答案为:金刚石、石墨或者足球烯、无定形碳等;
(4)“碳达峰”、“碳中和”的“碳”主要指的二氧化碳,二氧化碳是不能电离出自由移动离子的酸性氧化物,属于非电解质,故答案为:CO2;BC;
(5)由题意可知,催化剂作用下二氧化碳和水反应生成甲烷和氧气,反应的化学方程式为CO2+2H2OCH4+2O2,反应中碳元素的化合价降低被还原,二氧化碳是反应的氧化剂,氧元素的化合价升高被氧化,二氧化碳、水是反应的还原剂,故答案为:CO2+2H2OCH4+2O2;
(6)镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,反应中镁是反应的还原剂、二氧化碳是反应的氧化剂,表示反应电子的得失及数目的双线桥为,故答案为:。
19.物质在工农业生产、生活中应用广泛,认识元素及其物质的性质,科学使用化学品,能更好的将化学知识运用到生活和生产中,请依据所学知识回答下列问题:
(1)无机非金属材料的主角是Si元素,Si元素位于元素周期表 ,硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料,传统硅酸盐材料有玻璃、陶瓷和 ,氮化硅是一种新型材料,它的硬度大、熔点高,化学性质稳定。已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价,则氮化硅的化学式为 。雕花玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的,写出该反应的化学方程式 。
(2)汽车尾气带来的污染主要来源和在高温条件产生的氮氧化物以及汽油不完全燃烧产生的碳颗粒、等,下列措施能减少汽车尾气排放的有___________
A.推广使用新能源汽车 B.在汽车排气管上加装催化转换器
C.用柴油车代替汽油车 D.尽量乘坐公共交通工具或步行出行
(3)含硫物质的燃烧和含硫矿石的冶炼产生的 (填化学式)能导致酸雨,酸雨是指 的雨水。
(4)某实验小组采集硫酸型酸雨样品,随时间的推移,测定该样品的,得到表中数据:
测定时间/h
0
1
2
3
4
雨水的
4.75
4.68
4.62
4.58
4.58
该酸雨样品放置时变化的主要原因是 (用化学方程式表示)。
【答案】(1) 第三周期第ⅣA族 水泥 Si3N4 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(2)ABD
(3) SO2 <5.6
(4)2H2SO3+O2=2H2SO4
【详解】(1)Si为14号元素,位于第三周期ⅣA族;传统硅酸盐材料有玻璃、陶瓷和水泥;氮化硅中硅元素的化合价为+4价,氮元素的化合价为-3价,则氮化硅的化学式为Si3N4;氢氟酸和二氧化硅反应的方程式为:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(2)推广使用新能源汽车、在汽车排气管上加装催化转换器、尽量乘坐公共交通工具或步行出行均能减少汽车尾气排放,故A、B、D正确,故答案为:ABD;
(3)含硫物质的燃烧和含硫矿石的冶炼产生的SO2能导致酸雨,酸雨为pH小于5.6的雨水,故答案为:SO2;<5.6;
(4)由表格可知,酸雨的pH逐渐减小,该酸雨样品放置时pH变化的主要原因是由于亚硫酸易被氧化为强酸硫酸,方程式为:2H2SO3+O2=2H2SO4。
20.Ⅰ、汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法,能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。
(1)汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是 。
(2)写出催化转化器中,一氧化碳和一氧化氮反应的化学方程式为 。
(3)下列措施中有利于控制城市空气污染的是 。
a.推广电动汽车 b.加快煤炭开采和使用 c.开发和使用氢能
(4)造成温室效应的物质是 。
(5)请写出任意一条可防治酸雨的措施 。
Ⅱ、
(6)硅酸盐具有特殊的性质与应用,回答下列问题:硅酸盐材料是传统无机非金属材料,下列产品属于硅酸盐的是 (填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③水晶 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦
(7)SiO2是一种酸性氧化物。
①用化学方程式表示盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因 。
②二氧化硅的用途有 (填字母)。
A.太阳能电池 B.光导纤维 C.计算机芯片 D.石英坩埚
【答案】(1)NOx
(2)2CO+2NON2+2CO2
(3)ac
(4)CO2和CH4
(5)煤脱硫处理或减少化石能源的使用等
(6)①②⑥⑦
(7) SiO2能与NaOH反应产生粘黏性的Na2SiO3导致瓶塞无法打开 BD
【详解】(1)氮氧化物能形成光化学烟雾。答案为NOx;
(2)一氧化碳和一氧化氮经催化剂转化为无污染的物质即N2和CO2,反应为2CO+2NON2+2CO2。答案为2CO+2NON2+2CO2;
(3)a.推广电动汽车,电能无污染,a项符合题意;
b.加快煤炭开采和使用会造成环境污染,b项不符合题意;
c.开发和使用氢能产生H2O无污染,c项符合题意;
故选ac。
(4)CO2和CH4会造成温室效应导致全球气候变暖。答案为CO2和CH4;
(5)酸雨主要原因为SO2和NO、NO2的排放,从硫的角度对煤脱硫处理或减少化石能源的使用。NO和NO2使用催化剂或提倡使用电动车。答案为煤脱硫处理或减少化石能源的使用等;
(6)①玻璃为硅酸盐材料,①符合题意;
②陶瓷 为硅酸盐材料,②符合题意;
③水晶为SiO2,③不符合题意;
④硅芯片为Si单质,④不符合题意;
⑤光导纤维 为SiO2,⑤不符合题意;
⑥水泥为硅酸盐材料,⑥符合题意;
⑦砖瓦为硅酸盐材料,⑦符合题意;
故选①②⑥⑦;
(7)玻璃塞中含有SiO2能与NaOH反应产生粘黏性的Na2SiO3导致瓶塞无法打开。A.太阳能电池为Si,A项不符合题意;
B.光导纤维为SiO2,B项符合题意;
C.计算机芯片为Si,C项不符合题意;
D.石英坩埚为SiO2,D项符合题意;
故选BD;
答案为SiO2能与NaOH反应产生粘黏性的Na2SiO3导致瓶塞无法打开;BD。
拓展培优
21.硫的氧化物和氨的氧化物造成的环境问题日益受到关注。下列说法正确的是
A.硫在足量中燃烧会生成
B.在燃煤中加入,可以减少对环境的污染
C.能使酸性溶液褪色,说明具有漂白性
D.汽车尾气中的主要大气污染物为,和
【答案】B
【详解】A.硫在足量O2中燃烧会生成SO2,不会生成SO3,故A项错误;
B.石灰的主要成分是CaCO3,能与SO2反应生成CaSO3,则工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除,故B项正确;
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,因为发生了氧化还原反应,不能说明SO2具有漂白性,故C项错误;
D.汽车尾气中的主要大气污染物为NOx、PM2.5和CO,不含SO2,故D项错误;
故本题选B。
22.为探究某固体化合物X(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
下列有关说法错误的是
A.化合物X的化学式为FeS
B.无色气体D能形成酸雨,总共产生448 mL(标准状况)无色气体D
C.将无色气体D全部通入黄色溶液E中,溶液变成浅绿色,且无色气体D有剩余
D.黑色化合物A最多可消耗392 mL(标准状况)O2
【答案】A
【详解】A.X的化学式是FeS,A错误;
B.由于n(S)=0.02 mol,其反应产生SO2的会造成酸雨,根据S元素守恒,可知n(SO2)=0.02 mol,故n(SO2)=0.02 mol×22.4 L/mol=0.448 L=448 mL,B正确;
C.D是SO2,E是Fe2(SO4)3,它们在酸性条件下会发生反应:SO2+2Fe3++2H2O=4H++2Fe2++SO,n(SO2)=0.02 mol,n(Fe3+)=0.01 mol,二者反应后溶液中含有Fe2+而显绿色,二者的物质的量的比是2:1,反应消耗的比是1:2,因此SO2气体过量,有剩余,C正确;
D.黑色固体是FeS,其与O2在高温下煅烧,反应方程式为:4FeS+7O22Fe2O3+4SO2,1 molFeS反应消耗7molO2,根据反应方程式中物质反应转化关系,由n(Fe2O3)=0.005 mol可知n(FeS)=0.01mol,则其反应消耗n(O2)=,其在标准状况下的体积V(O2)=0.0175 mol×22.4L/mol=0.392L=392mL,D正确;
故选D。
23.有关煤的综合利用如图所示,下列说法错误的是
A.煤属于不可再生能源
B.步骤①是将煤在空气中加强热使其分解的过程
C.步骤②中发生反应:
D.煤的综合利用可以减少燃煤时SO2等污染物的排放
【答案】B
【详解】A.煤作为化石能源是 在短期内自然界无法得到补充的,水煤气是由煤和水高温反应的产物,是不可再生能源,A正确;
B.①是煤的干馏,煤在隔绝空气的情况下加热的过程称为煤的干馏,B错误;
C.固体A是C,因此步骤②中发生反应:,C正确;
D.煤炭气化后,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以制成许多清洁能源、扩大水煤气的广泛用途,D正确;
故选B。
24.研究表明,大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物一光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示,下列说法不正确的是
A.紫外线作用下,NO2中有氮氧键发生断裂
B.反应I的方程式是2NO+O2=2NO2
C.反应II中丙烯是还原剂
D.经反应III,O2转化为了O3
【答案】B
【详解】A.由分析知,紫外线作用下,NO2 反应生成,NO2中有氮氧键发生断裂,故A正确;
B.根据图示可知,反应Ⅰ的化学方程式为,故B错误;
C.由图示可知,反应Ⅱ发生氧化还原反应,其中是氧化剂,为还原剂,故C正确;
D.反应中与氧气结合生成,则反应的方程式为,O2转化为了O3 ,故D正确;
故答案为B。
25.某学习小组在实验室研究SO2与Ba(NO3)2溶液的反应。
I.[制备二氧化硫]
(1)实验室常用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应制取二氧化硫。
①写出该反应的化学方程式 。
②欲制取并收集干燥的二氧化硫,选择下图中的装置,其最佳连接顺序为 。(按气流方向,用小写字母表示,部分装置可重复使用)。
③装置D的作用是 。
II.[实验探究]
(2)向盛有2 mL 0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液的试管中,缓慢通入SO2气体,试管内有白色沉淀产生。
④预测白色沉淀可能是 。
⑤配制0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液时所用蒸馏水必须加热煮沸,目的是 。
(3)将SO2分别通入无氧、有氧且浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究NO和O2哪种微粒起到了主要氧化作用,实验记录如下:
项目
实验记录
pH
变化
是否产生沉淀
BaCl2溶液(无氧)中无白色沉淀、BaCl2溶液(有氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2溶液(无氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2溶液(有氧)中有白色沉淀。
⑥曲线a所示溶液pH降低的原因 (用化学方程式表示)。
⑦曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为 。
⑧曲线d (填“能”或“不能”)说明NO是氧化SO2的主要微粒。
【答案】(1) 除去多余的二氧化硫,避免污染环境
(2) 除去水中的溶解氧
(3) 不能
【详解】(1)①亚硫酸钠固体与浓硫酸反应,生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:;
②欲制取并收集干燥的二氧化硫,选择图中的装置为A、B、C、B、D,其最佳连接顺序为;
③因为会污染环境,应进行尾气处理,所以装置D的作用是除去多余的二氧化硫,避免污染环境;
(2)④溶液中通入后,溶液显酸性,在H+存在下能将氧化为,与生成,故白色沉淀是;
⑤为了防止所配溶液中溶解氧气,干扰实验结果,配制溶液时所用蒸馏水必须加热煮沸,目的是:除去水中的溶解氧。答案为:;除去水中的溶解氧;
(3)⑥与二氧化硫水溶液不能发生反应,所以曲线a所示溶液pH降低的原因:;
⑦曲线c所示溶液中,溶于水后先被溶解的氧化为硫酸,再与Ba2+反应生成,发生反应的离子方程式为:;
⑧比较b、d两条曲线,的存在,使溶液的pH减小很多,或比较c、d两条曲线,有氧参与,pH受酸根离子的影响很小,从而得出曲线d不能说明是氧化的主要微粒,理由是:b和d两曲线在有氧和无氧条件下pH相差较大(或:c和d两曲线在有无条件下pH相差不大)。
26.下表是部分城市某日空气质量日报:
城市
污染指数
首要污染物
空气质量等级
SO2
NO2
PM10
A
98
23
67
SO2
Ⅱ
B
47
29
35
SO2
Ⅰ
C
62
80
113
PM10
Ⅲ
D
52
76
59
NO2
Ⅰ
(1)由上表可知,空气质量日报中涉及的污染物主要是 和可吸入颗粒物(PM10)。
(2)汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一,治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”,使CO与NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出反应的化学方程式: 。
(3)SO2的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的原理之一可简单表示如下:
请回答下列问题:
①酸雨的pH (填“>”“<”或“=”)5.6。
②反应b的化学方程式为: 。
③在一段时间内连续不断测定溶液D的pH,发现pH变小,表示该变化的化学方程式是: 。
④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,写出该反应的离子方程式: 。
⑤现有某地含酸雨水样1 m3,其中c(H+)=0.005 mol·L-1,若用生石灰处理该水样至中性,理论上需生石灰 kg。
【答案】(1)SO2、NO2
(2)2CO+2NO2CO2+N2
(3) < 2SO2+O22SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4 2OH-+SO2=SO+H2O 0.14
【详解】(1)分析图表预报物质和数据可知涉及的污染物主要是SO2、NO2、可吸入颗粒物。
(2)使CO与NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体为二氧化碳和氮气,反应的化学方程式为:2CO+2NO2CO2+N2。
(3)①酸雨是指溶液pH<5.6的雨水;
②b反应是二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,反应的化学方程式为:2SO2+O22SO3;
③在一段时间内连续不断测定溶液D的pH值,发现pH值变小,这是因为亚硫酸转化为硫酸,表示该变化的化学方程式是:2H2SO3+O2=2H2SO4;
④若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式:2OH-+SO2=SO+H2O;
⑤根据1m3=1000L,c(H+)=0.005 mol·L-1,n(H+)=0.005mol/L×1000L=5mol,由CaO+2H+=Ca2++H2O,需要石灰石的质量5mol××56g/mol=140g=0.14kg。
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